张量框架下双基地FDA-MIMO雷达参数估计算法

作     者：国月皓 王咸鹏 兰翔 苏婷 GUO Yue-hao;WANG Xian-peng;LAN Xiang;SU Ting

作者机构：海南大学信息与通信工程学院海南海口570228 海南大学南海海洋资源利用国家重点实验室海南海口570228 

出 版 物：《电子学报》 (Acta Electronica Sinica)

年 卷 期：2024年第52卷第6期

页      面：2103-2111页

核心收录：

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 081001[工学-通信与信息系统] 081002[工学-信号与信息处理] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：海南省重大科技计划(No.ZDKJ2020010) 国家自然科学基金(No.61961013,No.62101088,No.62101165) 海南省自然科学基金(No.620RC555) 

主　　题：双基地FDA-MIMO雷达 张量 高阶奇异值分解 DOD-DOA-range估计 降维MUSIC算法 子阵划分 

摘      要：频控阵(Frequency Diversity Array,FDA)雷达于2006年由Antonik和Wicks提出.由于FDA雷达每个相邻的天线之间存在一个频率偏移,因此在发射阵列存在距离角度二维依赖性.而对于双基地频控阵多输入多输出(FDA-Multiple Input Multiple Output,FDA-MIMO)雷达而言,在导向矢量中耦合了波离方向、到达方向、距离(Direction Of Departure-Direction Of Arrival-range,DOD-DOA-range)三个信息,如何对三者信息进行解耦便成为研究的重点.本文针对双基地FDA-MIMO雷达的目标参数估计问题,提出了一个张量框架下的降维多重信号分类(Reduced-Dimension MUltiple SIgnal Classification,RD-MUSIC)的参数估计算法.首先,为了将发射阵列中的DOD和距离信息进行解耦,需要对发射阵列进行子阵的划分.紧接着利用高阶奇异值分解(High-Order-Singular Value Decomposition,HOSVD)算法获得信号子空间,并构建二维空间谱函数.其次,通过拉格朗日算法对空间谱进行降维,使其仅与DOA有关,从而得到DOA估计.然后利用子阵之间的频率增量来对DOD和距离信息进行解耦,同时消除相位模糊,最终得到与DOA估计自动匹配的DOD和距离估计.所提算法利用高维数据的多维结构提高了估计精度,同时能够有效地降低运算复杂度.数值实验证明了所提算法性能的优越性.